\section{溶解的过程}\label{sec:4-2}

物质是怎样溶解到水里的？在溶解的过程中发生了什么变化？
我们把蔗糖溶解于水，作为一个例子，来说明物质是怎样溶解到水里的。

把蔗糖放在水里，蔗糖表面的分子在水分子的作用下，克服了蔗糖分子之间的引力，
有的分子就脱离了蔗糖的表面，在水里扩散。
可见，蔗糖的溶解过程是蔗糖分子在水分子的作用下，向水里扩散的过程。

为了进一步研究物质在溶解过程中所发生的变化，我们先观察下面实验里的现象。

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \begin{minipage}[b]{7cm}
        \centering
        \includegraphics[width=4cm]{../pic/czhx1-ch4-1-1}
        \caption*{I. 硝酸铵溶于水}
    \end{minipage}
    \qquad
    \begin{minipage}[b]{7cm}
        \centering
        \includegraphics[width=4cm]{../pic/czhx1-ch4-1-2}
        \caption*{II. 浓硫酸溶于水}
    \end{minipage}
    \caption{溶解的吸热现象和放热现象}\label{fig:4-1}
\end{figure}

\begin{shiyan}
    按图 \ref{fig:4-1} I 把一个小烧杯放在一块刨光的小木板上，木板上先加一些水。
    然后在烧杯里注入 100 毫升水，把温度计放入烧杯里，再加入 50 克硝酸铵（\ce{NH4NO3}），
    小心地用温度计搅动溶液（防止把温度计碰坏，并注意温度的变化），观察有什么现象发生。
\end{shiyan}


硝酸铵溶于水，溶液的温度显著降低，使烧杯和木板之间的水结成薄冰，拿起烧杯时，可以看到，
和烧杯底冻结在一起的木板也同时被提起。这充分说明，硝酸铵溶解于水时要吸收热量。

\begin{shiyan}
    按图 \ref{fig:4-1} II 把一个小烧杯用熔化的蜡粘结在一块小木扳上，然后在烧杯里加入 100 毫升水，
    再注入 40 毫升浓硫酸（注意要慢慢地注入），边注入，边用温度计小心地搅动，观察有什么现象发生。
\end{shiyan}

浓硫酸溶于水，溶液的温度显著升高，溶解时放出大量的热，使烧杯下的蜡熔化，
拿起烧杯时，木板就掉下来。这充分说明，浓硫酸溶解于水时要放出热量。

怎样解释物质溶解时，有的吸热，而有的放热呢？

这是因为，物质溶解在水里，通常发生两种过程：
一种是溶质的分子（或离子）的扩散过程，这种过程吸收热量，是物理过程；
另一种是溶质的分子（或离子）和水分子作用，形成水合分子（或水合离子）的过程，这种过程放出热量，是化学过程。

物质溶解的时候，溶液的温度是升高还是降低，要看在这两种过程里，
是放出的热量多于吸收的热量，还是吸收的热量多于放出的热量而定。
例如，硝酸铵溶解在水里的时候，吸收的热量多于放出的热量，所以溶液的温度降低。
相反，硫酸  溶解在水里的时候，放出的热量多于吸收的热量，所以溶液的温度升高。

由此可见，溶解过程中既包括物理过程，又包括化学过程。
溶液是由溶剂的分子、溶质的分子（或离子）和它们相互作用的生成物（水合分子或水合离子）等物质所组成。


\begin{xiti}

    \xiaoti{有人说：“硝酸铵溶于水吸热，只有溶质的扩散过程；
        而浓硫酸溶于水放热，只有溶质的水合过程” 。你认为对吗？为什么？
    }

    \xiaoti{溶液跟机械的混和物有什么不同？举例说明。}

\end{xiti}


